一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，主要應(yīng)用于數(shù)碼發(fā)電機(jī)的逆變器中。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)碼發(fā)電機(jī)的動(dòng)力裝置是帶動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的柴油機(jī)或汽油機(jī)，為了保證數(shù)碼發(fā)電機(jī)提供穩(wěn)定的電壓和頻率，必須維持其電機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，而穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速需要根據(jù)負(fù)載大小的變化來處理油泵執(zhí)行器的拉桿角度，因此，目前常用的一種控制油泵執(zhí)行器拉桿角度的裝置即為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
[0003]步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機(jī)電元件。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸入量是脈沖序列，輸出量則為相應(yīng)的增量位移或步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。正常運(yùn)動(dòng)情況下，它每轉(zhuǎn)一周具有固定的步數(shù)。做連續(xù)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能直接接受數(shù)字量的控制，所以特別適宜采用微機(jī)進(jìn)行控制。
[0004]但是，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不能直接接到工頻交流或直流電源上，而必須使用專用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)有的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)采用單片步進(jìn)電機(jī)控制集成電路與兩片H橋式驅(qū)動(dòng)芯片組合，組成步進(jìn)電機(jī)固定斬波頻率的PWM恒流斬波驅(qū)動(dòng)器。這種驅(qū)動(dòng)器不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本較高，控制精度也有限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，且成本低廉、控制精度高的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:
[0007]一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括:輸出高電平和低電平的信號(hào)生成裝置和與其電連接的進(jìn)行功率放大的功率驅(qū)動(dòng)電路，每個(gè)所述功率驅(qū)動(dòng)電路包括:連接在步進(jìn)電機(jī)繞組兩端的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)單元包括:輸入端口 A、電阻Rl、R2，三極管Tl、T2、T3 ;其中，所述電阻Rl的一端與輸入端口 A相電連接，所述電阻Rl的另一端與所述三極管Tl的第一引腳相連接，所述三極管Tl的第二引腳與所述三極管T2的第一引腳、三極管T3的第一引腳以及所述電阻R2的一端相連接，所述電阻R2的另一端與所述三極管T2的第二引腳和電源電壓相連接，所述三極管T2的第三引腳與所述三極管T3的第三引腳相連接且還與所述電機(jī)繞組的一端相連接，所述三極管Tl的第三引腳和所述三極管T3的第二引腳接地。
[0008]其中，所述三極管T3的第三引腳與所述三極管T2的第三引腳以及電機(jī)繞組的一端還與電容Cl的一端相連接，所述電容Cl的另一端接地。
[0009]其中，三極管Tl和三極管T2為NPN型三極管，所述三極管T3為PNP型三極管。
[0010]其中，兩個(gè)所述驅(qū)動(dòng)單元的其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的輸入端口 A與另一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的三極管T3的第二引腳相電連接。
[0011]其中，所述信號(hào)生成裝置是采集轉(zhuǎn)速信號(hào)并將所述轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為高電平和低電平輸出的DSP芯片。
[0012]其中，所述DSP芯片的輸入/輸出引腳與所述功率驅(qū)動(dòng)電路的輸入端電連接。
[0013]其中，所述DSP芯片的型號(hào)為TMS320F28027。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0015]1、本實(shí)用新型采用DSP芯片和功率驅(qū)動(dòng)電路控制步進(jìn)電機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單、低成本和控制精度高且驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0016]2、本實(shí)用新型中的功率驅(qū)動(dòng)電路采用兩種方式，可以減少輸入端的引腳設(shè)置，進(jìn)一步簡化了電路結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0017]圖1為應(yīng)用本實(shí)用新型實(shí)施例的數(shù)碼發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型的功率驅(qū)動(dòng)電路的一種電路結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型的功率驅(qū)動(dòng)電路的另一種電路結(jié)構(gòu)圖
[0021]附圖標(biāo)記說明
[0022]1-數(shù)碼發(fā)電機(jī) 2-信號(hào)生成裝置
[0023]3-功率驅(qū)動(dòng)電路4-步進(jìn)電機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0025]如圖1所示，為應(yīng)用本實(shí)用新型實(shí)施例的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的數(shù)碼發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，本實(shí)施例中的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置包括:生成高電平和低電平的信號(hào)生成裝置2和與其電連接的進(jìn)行功率放大的功率驅(qū)動(dòng)電路3，其中，信號(hào)生成裝置2可以采集數(shù)碼發(fā)電機(jī)I的轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為高電平和低電平的脈沖信號(hào)并輸出，功率驅(qū)動(dòng)電路3的輸入端與信號(hào)生成裝置2的輸出端電連接，功率驅(qū)動(dòng)電路3的輸出端與步進(jìn)電機(jī)相電連接，從而使功率驅(qū)動(dòng)電路3接收來自信號(hào)生成裝置2的脈沖信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行信號(hào)功率放大，放大后的脈沖信號(hào)輸出至步進(jìn)電機(jī)4，從而對(duì)步進(jìn)電機(jī)4進(jìn)行控制，以帶動(dòng)油泵執(zhí)行器拉桿角度的變化，實(shí)現(xiàn)控制數(shù)碼發(fā)電機(jī)達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并可以保證轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。
[0026]為了保證本實(shí)用新型實(shí)施例數(shù)據(jù)采集過程的精度和速度，本實(shí)用新型中的信號(hào)生成裝置可以是DSP芯片，其采集數(shù)碼發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)并將該轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為高電平和低電平輸出，本實(shí)施例中的DSP芯片的型號(hào)為:TMS320F28027，其具有較高的采集速度和精度。
[0027]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電路結(jié)構(gòu)圖，其中，包括:采集轉(zhuǎn)速信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為高電平和低電平的脈沖信號(hào)的信號(hào)生成裝置2和與其電連接的進(jìn)行功率放大的功率驅(qū)動(dòng)電路3，其中信號(hào)生成裝置為DSP芯片，型號(hào)為:TMS320F28027 ;本實(shí)施例中，DSP芯片的輸入/輸出引腳(如本實(shí)施例中的第25引腳)與所述數(shù)碼發(fā)電機(jī)I電連接，用于采集數(shù)碼發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并通過內(nèi)部程序的設(shè)置，將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)輸出。功率驅(qū)動(dòng)電路3與DSP芯片的輸入輸出引腳(如本實(shí)施例中的第I引腳、第19引腳、第41引腳和第42引腳)中的一個(gè)或多個(gè)相電連接，用于對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行功率放大，以便控制步進(jìn)電機(jī)4 ;步進(jìn)電機(jī)4接收經(jīng)功率放大后的脈沖信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成角位移或線位移以控制柴油機(jī)或汽油機(jī)的油泵執(zhí)行器拉桿角度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)碼發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速的持續(xù)精確控制。
[0028]如圖3所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例中功率驅(qū)動(dòng)電路的一種電路結(jié)構(gòu)圖；由于步進(jìn)電機(jī)的各相的功率驅(qū)動(dòng)電路是完全對(duì)稱的，本實(shí)施例中只示出了其中一相功率驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)。如圖3所示，每相功率驅(qū)動(dòng)電路包括分別連接在步進(jìn)電機(jī)繞組兩端的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元Ql和Q2，驅(qū)動(dòng)單元Ql包括:電阻Rl、R2，脈沖驅(qū)動(dòng)電流開關(guān)器件Tl、繞組上端導(dǎo)通電流驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件T2、繞組下端電流導(dǎo)通開關(guān)器件T3 ;驅(qū)動(dòng)單元Q2包括:電阻R3、R4，脈沖驅(qū)動(dòng)電流開關(guān)器件T4、繞組上端導(dǎo)通電流驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件T5、繞組下端電流導(dǎo)通開關(guān)器件T6 ;本實(shí)施例中，脈沖驅(qū)動(dòng)電流開關(guān)器件T1、T4，繞組上端導(dǎo)通電流驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件Τ2、Τ5以及繞組下端電流導(dǎo)通開關(guān)器件Τ3、Τ6都是三極管。且優(yōu)選的，脈沖驅(qū)動(dòng)電流開關(guān)器件Tl、Τ4為小功率NPN型三極管，繞組上端導(dǎo)通電流驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件Τ2、Τ5為中功率NPN三極管，繞組下端電流導(dǎo)通開關(guān)器件Τ3、Τ6為中功率PNP型三極管。
[0029]電阻Rl的一端與輸入端口 A端電連接，且A端與DSP芯片相電連接(如第I引腳)，電阻Rl的另一端與脈沖驅(qū)動(dòng)電流開關(guān)器件Tl的基極相連接，脈沖驅(qū)動(dòng)電流開關(guān)器件Tl的集電極與繞組上端電流導(dǎo)通開關(guān)器件Τ2的基極、繞組下端電流導(dǎo)通開關(guān)器件Τ3的基極以及電阻R2的一端相連接，電阻R2的另一端和繞組上端導(dǎo)通電流驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件Τ2的集電極與電源電壓El相連接，繞組上端導(dǎo)通電流驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件Τ2的發(fā)射集與繞組下端導(dǎo)通電流驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件Τ3的發(fā)射集相連接且還與電機(jī)繞組L的一端相連接，脈沖驅(qū)動(dòng)電流開關(guān)器件Tl的發(fā)射集和繞組下端電流導(dǎo)通開關(guān)器件Τ3的集電極接地。優(yōu)選的，繞組下端導(dǎo)通電流驅(qū)動(dòng)開關(guān)器件Τ3的發(fā)射集與繞組上端